Транзисторный усилитель схема. Транзисторные усилители: схемы, принципы работы и применение

Как работают транзисторные усилители звука. Какие бывают схемы усилителей на транзисторах. Для чего применяются транзисторные усилители мощности. Как собрать простой усилитель на транзисторах своими руками.

Принцип работы транзисторного усилителя

Транзисторный усилитель — это электронное устройство, которое усиливает входной сигнал за счет использования транзисторов. Транзистор работает как управляемый источник тока, позволяя усиливать слабые сигналы.

Основные компоненты транзисторного усилителя:

• Транзисторы (биполярные или полевые)
• Резисторы для задания режима работы
• Конденсаторы для фильтрации и разделения каскадов
• Источник питания

Входной сигнал подается на базу (или затвор) транзистора. Небольшие изменения входного тока вызывают значительные изменения выходного тока коллектора (или стока). За счет этого и происходит усиление сигнала.

Типовые схемы транзисторных усилителей

Существует несколько базовых схем включения транзисторов в усилителях:

Схема с общим эмиттером (ОЭ)

Самая распространенная схема. Обеспечивает усиление как по току, так и по напряжению. Входной сигнал подается на базу, выходной снимается с коллектора. Коэффициент усиления до 1000.

Схема с общей базой (ОБ)

Входной сигнал подается на эмиттер, выходной снимается с коллектора. Усиливает только по напряжению. Имеет высокое входное сопротивление.

Схема с общим коллектором (ОК)

Также называется эмиттерным повторителем. Не усиливает напряжение, но обеспечивает высокий входной импеданс и низкий выходной.

Многокаскадные усилители

Для получения большего усиления применяют многокаскадные схемы, где несколько усилительных каскадов соединяются последовательно. Это позволяет достичь общего коэффициента усиления в тысячи и миллионы раз.

Типовая структура многокаскадного усилителя:

1. Входной каскад (предусилитель)
2. Промежуточные каскады усиления
3. Выходной каскад (усилитель мощности)

Между каскадами устанавливаются разделительные конденсаторы для устранения взаимного влияния по постоянному току.

Усилители мощности на транзисторах

Усилители мощности используются для работы с мощной нагрузкой — динамиками, электродвигателями и т.п. Их особенности:

• Применение мощных выходных транзисторов
• Работа в импульсном режиме для повышения КПД
• Использование комплементарных пар транзисторов
• Наличие цепей температурной стабилизации
• Защита от перегрузки и короткого замыкания

Мощность современных транзисторных усилителей звука достигает нескольких киловатт при искажениях менее 0.1%.

Преимущества транзисторных усилителей

По сравнению с ламповыми усилителями транзисторные имеют ряд преимуществ:

• Компактные размеры
• Низкое энергопотребление
• Высокий КПД (до 70-80%)
• Широкий частотный диапазон
• Низкий уровень шумов и искажений
• Высокая надежность и долговечность
• Невысокая стоимость

Эти преимущества обусловили широкое распространение транзисторных усилителей в бытовой и профессиональной аудиотехнике.

Области применения транзисторных усилителей

Транзисторные усилители нашли применение во многих областях электроники и техники:

• Усилители звуковой частоты в аудиотехнике
• Усилители радиочастоты в радиоаппаратуре
• Видеоусилители в телевизорах и мониторах
• Усилители для измерительной техники
• Усилители мощности в промышленной электронике
• Усилители для систем автоматики и управления

Широкий диапазон мощностей от милливатт до киловатт позволяет подобрать оптимальный усилитель для любой задачи.

Как собрать простой транзисторный усилитель

Для начинающих радиолюбителей можно рекомендовать сборку простого однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе:

1. Выберите схему с общим эмиттером
2. Возьмите транзистор средней мощности, например BC547
3. Подберите резисторы смещения и нагрузки по справочным данным
4. Добавьте входной и выходной разделительные конденсаторы
5. Соберите схему на макетной плате
6. Подключите источник питания 9-12В
7. Подайте входной сигнал и проверьте усиление

Такой простой усилитель позволит на практике изучить принципы работы транзисторных схем и получить базовые навыки.

Современные тенденции в транзисторных усилителях

Развитие транзисторных усилителей продолжается. Основные направления:

• Применение полевых транзисторов для снижения искажений
• Использование цифровых методов обработки сигнала
• Внедрение импульсных схем класса D для повышения КПД
• Миниатюризация за счет интегральных микросхем
• Снижение энергопотребления для мобильных устройств

Транзисторные усилители остаются основой современной аналоговой электроники благодаря отличному сочетанию характеристик, надежности и стоимости.

Одноканальный усилитель 200 Вт: транзисторы 2SC5200 2SA1943

---

В статье показан одноканальный усилитель с выходной мощностью 200 Вт. Данное устройство использовалось в схеме транзисторного усилителя мощностью 400 Вт (2X200 Вт), печатная плата была разработана как можно меньше по размеру, поэтому пригодна для установки в компактный корпус.

Содержание

1. Схема одноканального усилителя мощностью 200 Вт на 2SC5200 2SA1943
2. Одноканальный усилитель 200 Вт: принципиальная схема
3. Тестирование усилителя 200 Вт и измерения напряжения
4. Перечень компонентов одноканального усилителя 200 Вт:

Силовые транзисторы схемы усилителя на 200 Вт не требуют классической настройки тока покоя выходных транзисторов 2SC5200 и 2SA1943. Одноканальный усилитель может выдавать среднеквадратичную мощность 100 Вт с сопротивлением динамика 8 Ом и 200 Вт с нагрузкой 4 Ом.

Рабочее постоянное напряжение одноканального усилителя должно быть 2X50V и ток 6A (можно использовать готовые трансформаторы 2X33VAC или 2X36VAC), конденсаторы фильтра в цепи питания нужно устанавливать от 4700uf до 10. 000uf. В качестве диодных мостов можно использовать готовую сборку KBU10M на 1000v/10A или четыре выпрямительных диода P600J, с максимальным постоянным обратным напряжением 600v и максимальным постоянным прямым током 6А.

Керамический конденсатор 330pF защищает усилитель от высокочастотных колебаний. Если вы не можете найти 330pF, тогда вместо него можете установить емкость на 270pF.

Что касается транзисторов 2SA1015, установленных в дифференциальном каскаде, то автор заявляет, что продавцов сбывающих поддельные транзисторы на рынке очень много. Поэтому, нужно быть внимательнее при покупке. Чтобы понять, что транзисторы оригинальные, необходимо измерить коэффициент усиления транзистора по току (hFE) цифровым мультиметром.

Транзистор 2SA1015 должен показать параметр 180 или чуть меньше при измерении hFE. Вместо 2SA1015 можно использовать 2N5401, но соединения выводов будут несколько другие, поэтому будьте осторожны. При сборке печатной платы следует менять ножки базы и коллектора (я экспериментировал с транзисторами 2SA733, которые у меня есть)

Транзисторы 2SC5200 и 2SA1943 должны быть установлены на радиаторы через изоляционные прокладки, хорошо пропускающие тепло, например, керамические или слюдяные.

Кроме этого, для эффективного охлаждения транзисторов TIP41-TIP42 можно использовать кулер, я пока оставил отверстие для его установки, посмотрю как все будет работать, потом видимо установлю и вентилятор.

Катушка на выходе усилителя имеет параметр 5 мкГн и намотана медным проводом диаметром 1мм в количестве 11 витков на резисторе 10 Ом, рассчитанным на мощность 1 Вт.

Одноканальный усилитель 200 Вт: принципиальная схема

Тестирование усилителя 200 Вт и измерения напряжения

Представленная здесь схема заслуживает доверия, так как источник проекта довольно надежен, и, поскольку схема была сделана нашими читателями раньше, то у меня получилось быстро собрать аппарат и сразу приступил к тесту. В моем распоряжении были готовый трансформатор 2X30V и басовый громкоговоритель на 50 Вт, а также среднечастотный динамик 30 Вт. Я не мог увеличить громкость более чем на 50%, так как было уже слишком громко, качество звука при этом было отличным. Резистор 27 Ом 1 Вт я не использовал, вместо него я применил 2 параллельно соединенных резюка 56 Ом.

Размеры печатной платы составляют 100X49 мм, а чертеж однослойной печатной платы был выполнен с помощью программы Sprint Layout PCB.

Примечание: я установил SMD-детали в цепи 330pF со стороны печатной платы, но убрал их из чертежа, чтобы избежать путаницы. SMD-резистор 18 кОм на аудиовходе был заменен на корпус DIP в сборе. Затем, я убрал дополнительные конденсаторы SMD-фильтра, они уже находились подальше от входов питания, цепи ввода напряжения очень короткие, а дорожки усиленные.

Максимальное напряжение питания при использовании выходных транзисторов 2SC5200 и 2SA1943 (2SD1047 (NPN) 2SB817 (PNP)), может быть 2X62v постоянного тока, в этом случае напряжение используемых конденсаторов должно быть более 63v и вместо TIP41 следует установить TIP42 2SCC2073 (NPN) 2SA940 (PNP) или 2SA1837 (PNP) 2SC4793 (NPN). Я думаю, 2X50V или 2x30v будет достаточно, даже если вы захотите громкого звука.

Перечень компонентов одноканального усилителя 200 Вт:

Транзисторы

2X 2SC5200
2X 2SA1943
3X A1015
2X TIP41C
2X TIP42C

Резисторы

2 резистора 6,8 Ом — 1 Вт; (синий, серый, золотой)
2X 100-Ом — 1 Вт; (коричневый, черный, коричневый)
2X 10 Ом — 1 Вт; (коричневый, черный, черный)
270 Ом — 1 Вт; (красный, фиолетовый, коричневый)
56 Ом — 1 Вт; (зеленый, синий, черный)
27 Ом — 1 Вт; (красный, фиолетовый, черный)
4X0,47 Ом — 5Вт или 0,33 Ом — 5Вт; керамический резистор
820 Ом — 1/4 Вт; (серый, красный, коричневый)
10 кОм — 1/4 Вт; (коричневый, черный, оранжевый)
330 Ом — 1/4 Вт; (оранжевый, оранжевый, коричневый)
18 кОм — 1/4 Вт; (коричневый, серый, оранжевый)
1 кОм — 1/4 Вт; (черно-коричневый, красный)

Конденсаторы

100НФ (104) 100В
47 мкФ 63 В
2,2 мкФ 63 В
330 пФ (331) (керамический или многослойный)

Диоды

5X 1N4004

Скачать: Макет печатной платы

Транзисторный усилитель для гитары мощностью 100Вт

Усиление сигнала с учётом всех характерных особенностей гитарного тракта.

Виктор Кемпф – человек далеко не последний в сегменте корифеев-схемотехников, занимающихся проектированием устройств обработки гитарного звука. Его разработки положены в основу музыкального оборудования, выпускаемого компанией АМТ, а статьи, посвящённые использованию полевых транзисторов в дисторшенах и овердрайвах, широко известны в узких кругах заядлых самопальщиков гитарных прибамбасов.
На данную схему я наткнулся совершенно случайно, находясь где-то глубоко в недрах сайта http://media.amt-sales.com/. А поскольку, с одной стороны, я достаточно уважительно отношусь к автору разработки, а с другой – всегда жалко незаслуженно пропадающее «добро», то помещу-ка я сюда случайно найденную схему вкупе с полным авторским описанием.

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ГИТАРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Возвращение к истокам бывает порой чрезвычайно полезным. Более того, простота и изящность некоторых старых схем нередко просто завораживает. И, смотря на нагромождение транзисторов в усилителях наших дней, невольно закрадывается мысль – а оно надо? Особенно назойливо такая мысль возникает в контексте гитарного усиления, которое, как известно, обладает выраженной спецификой: гитаристам плевать на коэффициент гармоник, на демпинг-фактор, на сверхширокую полосу частот.

Типичный ламповый гитарный двухтактник, например, при мощностях, близким к максимальным, имеет до 10% и более гармонических искажений, полосу частот в лучшем случае до 20кГц. А уж демпфирование порой вообще настолько мизерно, что усилитель предлагает динамической головке самой болтаться в своих резонансах, мало вмешиваясь в этот музыкальный процесс.
А ведь старые транзисторные схемы, при всей их примитивности и неидеальности, тоже прекрасно вписываются в общую концепцию гитарного звука, и после яркого осознания этого факта был «разработан» 100-ваттный вариант усилителя на пяти широко распространенных транзисторах по схемотехнике 40-летней давности.

В основу схемы лег усилитель из журнала Радио, 1976. Анализ схемы позволил сделать вывод, что она прекрасно должна справляться с усилением и гитарного сигнала с учетом всех характерных особенностей гитарного тракта.

Выходная мощность 100Вт (при Кг 10% и отсутствии ограничения по питанию) на нагрузке 8 Ом обеспечивается однополярным напряжением питания +85 В (2А).

Для получения высокого входного сопротивления (1МОм) входной каскад выполнен на полевом транзисторе Т1. Включение Т2 по схеме с общей базой устранило эффект Миллера, уменьшив входную динамическую ёмкость каскада на Т1 и, главное, расширило диапазон питания каскадов Т1-Т2.
Основное усиление осуществляет каскад на транзисторе Т3, нагруженный на источник тока R7, R8, С3 по схеме следящей связи. Кроме того, резистор R8 совместно с резистором R6 образует общую ООС.
На транзисторах Т4, Т5 собран двухтактный эмиттерный повторитель. Ток покоя повторителя составляет 150-200мА (класс АВ), что при нагрузке 8 Ом исключает отсечку тока и искажения, свойственные классу В.

Для увеличения выходного сопротивления в усилитель введена токовая обратная связь через нагрузку и резистор R9. С увеличением номинала этого резистора увеличивается и выходное сопротивление усилителя.
Цепь С2, R4 выполняет функцию, аналогичную цепи Presence в ламповых усилителях. В связи с тем, что найти низкоомный переменный резистор на 22..47Ом проблематично, R4 выбран по вкусу и цепь выполнена нерегулируемой. При желании возможна реализация ступенчатой регулировки.

© AMT Electronics
© Victor Kampf
05.06.2012

 

Схема транзисторного усилителя мощностью 12 Вт

5 месяцев назад 10 месяцев назад Фарва Навази 3429 просмотров

Введение

Усилитель, используемый для усиления входного сигнала, может быть выполнен по-разному с использованием различных компонентов. Для этой цели разработчики также разработали интегральные схемы операционных усилителей. Но можно сделать и усилители на транзисторе. Транзистор — очень простой электронный элемент. Компонент по существу используется в двух режимах. Как переключатель. И усилитель. В этой схеме мы будем использовать транзистор в режиме усиления. Итак, в этой статье мы узнаем, как сделать схему транзисторного усилителя мощностью 12 Вт.

Эта схема также использует микросхему операционного усилителя для получения необходимого коэффициента усиления. Убедитесь, что схема выполнена на печатной плате хорошего качества. Также используйте регулируемый и бесшумный блок питания. Мы использовали микросхему uA741. Но вы можете использовать любой операционный усилитель, поддерживающий питание 12 В постоянного тока.

Купить на Amazon

Аппаратные компоненты

Следующие компоненты необходимы для изготовления схемы транзисторного усилителя мощностью 12 Вт

Серийный номер	Компоненты	Value	Qty
1.	PCB board		1
2.	IC	UA741	1
3.	Resistors	1K, 20K, 47K, 270K	2, 1, 2, 1
4.	Electrolyte Capacitor	50pf	1
5.	Transistor	AC108, 2N5294, 2N6107, BC178	1, 1, 1, 1
6.	Speaker	4 ohms	1
7.	Dual supply	12V	1

2N6107 Pinout

Для получения подробного описания схемы выводов, размеров и технических характеристик загрузите техническое описание 2N6107

Схема транзисторного усилителя мощностью 12 Вт

Пояснение к работе

В этой схеме транзисторного усилителя четыре транзистора соединены в дополнение к схеме Дарлингтона для управления нагрузкой. Резисторы R2 и R3 являются входными резисторами пары Дарлингтона. Падение напряжения на этих резисторах пропорционально входному сигналу. Многообещающий выходной сигнал с напряжением 12 вольт будет генерироваться через четырехомный динамик.

Применение и использование

• Для беспроводных цепей
• В оптоволоконных цепях
• Для радиосигнала

Связанные сообщения:

TransistorAmp ПО для проектирования схем усилителей на биполярных транзисторах

ТранзисторУсилитель Скачать Схемы Голоса Контакт ДОЙЧ

Ваша работа

Вы хотите разработать усилитель на биполярных транзисторах и ищете простой способ сделать это. Может быть, вы уже нашли какие-то формулы в книге и вы смущены и обескуражены из-за сложности. Кроме того, вам нужно параметры транзистора, например. из таблицы данных, и вы обескуражены, потому что усилия, необходимого для расчета.

Решение: программное обеспечение TransistorAmp 2

Для проектирования транзисторных усилителей доступно новое программное обеспечение: TransistorAmp 2. С помощью программного обеспечения TransistorAmp 2 вы можете создать свой индивидуальный усилитель на биполярных транзисторах с несколько щелчков мышью. TransistorAmp 2 является бесплатным программным обеспечением для Microsoft Windows. TransistorAmp работает под Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 8.1 и Windows 10 (требуется .NET 4.5 или выше). Вы можете Загрузите бесплатный инструмент TransistorAmp 2 с нашего веб-сайта: Скачать TransistorAmp 2.

Как пользоваться программным обеспечением TransistorAmp 2

TransistorAmp 2 имеет новый диалоговый пользовательский интерфейс. Вы начинаете каждый дизайн, нажав кнопку в соответствии с желаемой схемой. Вы можете выбрать между схема с общей базой, схема с общим эмиттером и схема с общим коллектором. После того, вы получите диалоговое окно, где вы должны указать все параметры вашего усилителя.

Для выбора типа транзистора можно нажать на кнопку «Выберите тип транзистора из списка», и вы увидите список всех поддерживаемые типы транзисторов. TransistorAmp 2 поддерживает несколько тысяч транзисторов типов — даже каких-то Германиевые транзисторы . Выберите желаемый тип транзистора там и нажмите ОК. Выбранный тип транзистора будет отображаться в диалог.

Когда вы закончите ввод в диалоговом окне, нажмите OK и увидите результат. Вы видите окно с вашими входными данными, схемой, значениями компонентов и наиболее важные параметры рабочей точки. Если вы хотите изменить ваш дизайн, вам нужно только нажать «Создать новый», а затем кнопку в соответствии к цепи. Введенные данные будут восстановлены в диалоговое окно ввода, и вы можете изменить один или несколько параметров.